基于可重构折射表面的宽带近场通信波束赋形设计
信号处理
2025-02-06 v2
摘要
为了满足对高数据速率日益增长的需求，蜂窝系统预计将向更高的载波频率和更大的天线阵列演进，但传统的相控阵由于需要大量移相器而造成功耗过高，在支持这一前景时面临挑战。可重构折射表面（RRS）是一种无需依赖移相器即可解决此问题的节能方案。然而，增大的辐射孔径尺寸扩展了菲涅尔区的范围，导致用户处于近场区域。此外，鉴于更高频段的宽带通信，我们不能忽略 RRS 的频率选择性。这两种效应共同加剧了波束分裂问题，即不同频率分量无法同时汇聚到用户身上，最终导致数据速率下降。在本文中，我们研究了基于 RRS 的宽带近场多用户通信系统。与大多数仅考虑近场条件下波束分裂效应的现有宽带通信研究不同，我们研究了在近场条件和 RRS 频率选择性共同影响下的波束分裂效应。为了减轻波束分裂效应，我们提出了一种延迟 RRS（Delayed-RRS）结构，并在此基础上提出了一种波束赋形方案以优化用户的数据速率。通过理论分析和仿真结果，我们分析了 RRS 频率选择性的影响，证明了所提波束赋形方案的有效性，并揭示了联合考虑近场条件和 RRS 频率选择性的重要性。
引用
@article{arxiv.2501.01012,
title = {Beamforming Design for Wideband Near-Field Communications With Reconfigurable Refractive Surfaces},
author = {Zicheng Lin and Shuhao Zeng and Aryan Kaushik and Hongliang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.01012},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 10 figures